我国3D打印八大辉煌成果

近日，北京大学第三医院成功为一名骨科脊索瘤患者切除五节段脊椎肿瘤，并利用世界首个3D打印多节段胸腰椎植入物完成长达19厘米大跨度椎体重建手术。据悉，自2009年北京大学第三医院将3D打印技术引入骨科领域以来，经过跨学科、跨领域合作，历经多年的研制及临床观察。

金属３Ｄ打印技术

根据光易网24日报导，由华中科技大学张海鸥教授主导研发的“铸锻铣一体化”金属3D打印技术，成功制造出了世界首批3D打印锻件。该成果打破了3D打印行业最大的障碍，有望改变世界金属零件制造的历史。

张海鸥教授介绍，运用该技术生产零件，其精细程度比 3D打印提高50%。同时，零件的形状尺寸和组织性能可控，大大缩小产品周期。该技术以金属丝材为原料，材料利用率达到80%以上，而丝材料价格成本仅为目前普遍使用材料的十分之一左右。在热源方面，因使用高效廉价的电弧，成本也只需进口激光器的十分之一。

太空3D打印

中科院重庆研究院智能制造技术研究所副所长、3D打印技术研究中心主任段宣明介绍，经过两年努力，该院与空间应用中心研发出我国首台空间3D打印机。可打印最大零部件尺寸达到200×130mm，该尺寸是NASA首台空间在轨打印机打印尺寸的2倍以上，并超过今年3月26日NASA运至国际空间站的升级版3D打印机打印尺寸。

段宣明说，空间3D打印制造技术的打印速度为10—30毫米/秒，可以在一到两天内打印出需要更换的零部件，且适用于绝大部分零部件，在空间站运营、深空探测等任务中有不可或缺的作用，能方便、快捷地帮助宇航员在失重环境下自制所需的实验和维修工具及零部件，大幅度提高空间站实验的灵活性和维修的及时性，减少空间站备品备件的种类、数量及运营成本，降低空间站对地面补给的依赖性。

最大3D打印设备

早前由武汉光电国家实验室（筹）完成的“大型金属零件高效激光选区熔化增材制造关键技术与装备（俗称激光3D打印技术）”顺利通过了湖北省科技厅成果鉴定。深度融合了信息技术和制造技术等特征的激光3D打印技术，由4台激光器同时扫描，为目前世界上效率和尺寸最大的高精度金属零件激光3D打印装备。

该装备攻克了多重技术难题，解决了航空航天复杂精密金属零件在材料结构功能一体化及减重等“卡脖子”关键技术难题，实现了复杂金属零件的高精度成形、提高成形效率、缩短装备研制周期等目的。项目率先在国际上提出并研制出成形体积为500×500×530mm3的4光束大尺寸SLM增材制造装备，它由4台500W光纤激光器、4台振镜分区同时扫描成形，成形效率和尺寸迄今为止同类设备中世界最大。

中国首个3D打印核燃料原件

1月9日，西安铂力特激光成形技术有限公司自主研发的SLM系列设备BLT-S300，为中核北方核燃料元件有限公司3D打印 CAP1400自主化燃料原型组件下管座（核燃料元件）顺利下线，国内首次实现了3D打印核燃料元件（CAP1400下管座）的技术应用。为3D打印技术应用于核燃料元件制造开发领域奠定了基础。

核燃料元件制造是集设计与加工于一体的高端精密制造，结构复杂，需多种工序交叉作业加工才能完成 。3D打印技术，自提出以来就定位于精密制造，能直接利用计算机图形数据生成任意形状的零件。BLT-S300采用选择性激光熔化（SLM）技术，通过逐层熔化金属粉末的制造方式，完成传统机械加工无法制造的复杂金属结构零件，制备的成形产品拥有致密性好、尺寸精度高的特点。

航空航天3D打印

近日，中国航天科技集团公司一院211厂利用激光同步送粉3D打印技术成功实现了长征五号火箭钛合金芯级捆绑支座试验件的快速研制，这是激光同步送粉3D打印技术首次在大型主承力部段关键构件上应用。该产品的试制成功对拓展3D打印技术在箭体结构制造领域的应用、丰富大型难加工金属结构件研制技术手段具有重要意义。

据悉，捆绑支座为运载火箭主承力构件，综合力学性能要求高，目前主要采用加工性能较好的高强钢，通过锻造再机加的方式成形。但这一加工方式存在材料去除量大、加工周期长等问题。 面对新型号减重的迫切需求，该厂提出采用具有更高比强度的钛合金材料，利用激光同步送粉3D打印工艺，实现捆绑支座的整体成形。经过系统工艺研究，该厂试制的产品顺利通过了成分、组织性能、表面质量及内部质量等各类检测，整体综合性能达到锻件水平，且较原设计减重30%。

超级快速３Ｄ打印机

中科院福建物构所林文雄课题组在国内首次突破了可连续打印的三维物体快速成型关键技术，开发出一款能够连续打印的超级快速3D打印机。这款3D打印机采用数字投影技术，打印速度达到每小时600毫米，也就是可以在6分钟内，打印出一个60毫米高的三维物体，而采用传统的立体光固化成型工艺打印同样物体，则需要约10个小时。

专家介绍说，目前针对液态材料的3D打印技术多采用立体光固化成型工艺，也就是用材料逐层固化、层层累积的方式来构造三维物体，层与层之间需中断光照射，然后在已固化区域表面重新覆盖或填充精确、均匀的光敏树脂，再进行光照射形成新的固化层，这种方式系统复杂且耗时。

在2015年3月，美国Carbon3D公司率先提出“连续液面生长技术”。在此基础之上，福建物构所研究人员提出了一种特殊的半渗透性透明元件取代特氟龙，这种元件对氧气的透过率比一般高分子聚合物高，因此氧气或空气均可作为固化抑制剂使用，实现全程固化的高速连续性。

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